Podstawy funkcjonowania
układu nerwowego
Podstawy funkcjonowania
układu nerwowego
Podstawowe zadania
ośrodkowego układu
nerwowego
Odbieranie bodźców ze środowiska:
•
Zewnętrznego
•
Wewnętrznego
Receptor => droga aferentna = > mózg
Właściwe reagowanie na bodźce
Mózg => droga efferentna => efektor
Zapamiętywanie
kora mózgowa ośrodki podkorowe kora
mózgowa
Drogi afferentne
Swoiste
–
Mała liczba neuronów
–
Szybkie przewodzenie
–
Młodsze filogenetycznie
Nieswoiste
–
Duża liczba neuronów
–
Wolne przewodzenie
–
Starsze filogenetycznie
Odruchy
Odpowiedź efektora na bodziec
działający na receptor
1.
Czas powstawania
–
Bezwarunkowe (zawsze ta sama odpowiedź)
–
Warunkowe (zmienność odpowiedzi)
2.
Ilość neuronów
•
Proste ( 2-3) nonosynaptyczne (na
rozciąganie)
•
Złożone >3 polisynatptyczne (zginanie
kończyn)
Łuk odruchowy
receptor =>
włókno nerwowe
dośrodkowe
=> ośrodek
nerwowy =>
włókno nerwowe
odśrodkowe
=> efektor
Krążenie i sumowanie
impulsów
–
Zamknięty łańcuch nerwowy
–
Zwielokrotniony łańcuch
nerwowy
Opóźnienie synaptyczne
0,8 ms (0,5-0,9)
Wzajemne oddziaływanie
bodźców
Zjawisko torowania
1+1>2
–
Zwieszona pobudliwość wokół nerwu
–
Silniejsza odpowiedź na drażnienie dwóch
nerwów
Zjawisko okluzji
Maksymalne pobudzenie = słabsza reakcja
niż suma dwóch pobudzeń
1+1 <2
Relacje wzajemne cd..
Wzajemne unerwienie zwrotne
Pobudzenie zginaczy => zahamowanie prostowników
Neurony ruchowe
•
Alpha => komórki mięśniowe ekstrafuzalne
•
Gamma => komórki mięśniowe intrafuzalne (receptory A)
Rozciągnięcie mięśnia powoduje krótkotrwały skurcz
Bardzo silny skurcz lub rozciągnięcie => pobudzenie
ciałek buławkowatych receptor B => impuls dla
zahamowanie ośrodka kurczącego i pobudzenia
rozkurczowego
Receptory B (bułakowate) => hamulec
bezpieczeństwa
Wstrząs rdzeniowy
1.
Zniesienie wszystkich odruchów
2.
Patologiczny odruch zginania
(Babińskiego)
3.
Hyperefleksja
4.
Odruch masowy (oddanie moczu i
kału)
czucie
Czucie = pobudzenie
jednego rodzaju
recpetorów
Percepcja pobudzenie
kilku rodzajów receptorów
np. smaku i powonienia
Rodzaje czucia
Teleceptywne ( na
odległość)
•
Powonienia
•
Wzroku
•
Słuchu
Proprioceptywne
Interoceptywne
Eksteroceptywne
Zmysł powonienia
Komórka nerwowo-zmysłowa (I)
=>komórki nerwowe mitralne (II)
[opuszka węchowa] => III neuron
1.
Opuszka węchowa kontralateralna
2.
Podwzgórze i układ limbiczny
3.
Część korowa i przyśrodkowa ciała
migdałowatego i hak zakrętu hipokampa
Próg pobudzenia:
kwas masłowy 102 nmol/l
Eter etylowy 78 umol/l
Adaptacja
= przystosowanie do zapachu i
brak drażnienia komórek nerwowo-
zmysłowych
Zmysł wzroku
Rogówka => ciecz wodnista w komorze
przedniej => soczewka =>ciało
szkliste
Oś optyczna jest przesunięta wobec osi
patrzenia która pada na dołek środkowy
plamki żółtej
Siła załamywania układu optycznego
oka ok.. 66,7 dioptrii ( +12)
Akomodacja i
konwergencja
Akomodacja
8 lat = 12 dioptrii = 8,6 cm
20 lat = 10,4 cm
60 lat = 83,3 cm
Konwergencja
Zmiana osi patrzenia i ich
przecinanie wraz ze
zbliżaniem się przedmiotu
Źrenica = przesłona
aparatu
Zwieracz =
–
Światło
–
Akomodacja
Rozwieracz
Wady refrakcji
Krótkowzroczność = zbyt silne
załamywanie promieni =>w leczeniu
soczewki rozpraszające
Nadwzroczność = zbyt słabe
załamywanie promieni => w
leczeniu soczewki skupiające
Astygmatyzm = niezborność oka =>
duża różnica krzywizn pionowej i
poziomej = w leczeniu szkła
cylindryczne
Pręciki
Neurony pręcikonośne 30-50: 1 neuron
dwubiegunowy => obraz nieco
nieostry wyczucie zmiany natężenia
światła
Światło => rodopsyna => metarodopsyna
I => metarodopsyna II =>
metarodopsyna III =>
1.
All trans retinal
2.
Opsyna
Hiperpolaryzacja błony błony =>aktywacja cGMP
Ciemność => resynteza rodopsyny inaktywacja
fosfodiesterazy => wzrost steżenia cGMP
Czopki
Neurony czopkonośne
–
3 rodzaje opsyn => 3 rodzaje czopków
1.
Niebieskie (420 nm)
2.
Zielone (530 nm)
3.
Czerwono-żółte (560 nm)
1.
Odróżnianie barw
2.
Ostrość widzenia => tylko dołek
środkowy => zwłaszcza plamka żółta
Jak to z obrazem było
Neurony pręcikonośne +neurony poziome
=> neurony dwubiegunowe =>
neurony wzrokowo –zwojowe +neurony
amakrynowe => ciało kolankowato
boczne
Neurony czopkonośne => 2 neurony
dwubiegunowe (zapalający i gaszący)
=> neurony wzrokowo –zwojowe =>
ciało kolankowato boczne
Neurony międzysplotowe informacje w
przeciwnym kierunku
Chemia widzenia
Transmitery:
•
Gluminiany
•
Asparagniany
•
Acetyocholina
•
GABA
•
Glicyna
Modulatory
•
Dopamina
•
Serotonina
•
Przesionkowy peptyd natriuretyczny ANP
•
Cholestyokinina
•
Enkefaliny
•
Neuropeptyd Y i wiele innych
O filmach i słonecznych
okularach
Częstość tworzenia
obrazów do 10/sek, ale ...
działanie światła może
trwać milisekundy
Warstwa barwnikowa =>
pochłanianie promieni
świetlnych => tworzenie
ostrego obrazu
albinosi muszą nosić
ciemne okulary
O przymiotach wzroku
Ostrość =1 mm z 10 m [(1-0-1) <
3um]
Adaptacja
–
do światła 10 minut
–
do ciemności > godzina wzrost wrażliwości
100 000 razy
Pole widzenia:
•
Plamka ślepa (n II)
•
Monochromatyczne < barwne
•
Pokrywanie się pól widzenia => widzenie
obuoczne =>ocena odelgłości i kształtu
Percepcja wrażeń
wzrokowych
Miejsce:
–
Ciało kolankowate boczne
–
Wzgórek górny
–
Kora mózgowa:
•
Płat potyliczny (pola 17,18,19).
•
Płat skroniowy
•
Płat ciemieniowy
Ruchy gałek ocznych
Szybkie = przenoszenie wzroku
Wolne = obserwacja
Wyzwalane przez przedsionki
Konwergencyjne
Widzimy tylko to co się rusza, a jak nie
chce to my ruszmy oczami =>
Oczopląs fizjologiczny powoli w lewo
=>szybko w prawo lub odwrotnie
Słuch
Przewód słuchowy zewnętrzny
=> błona bębenkowa =>
młoteczek=>kowadełko
=> strzemiączko
(wzmocnienie 22 razy) =>
okienko przedsionka => ruch
przychłonki w schodach
przedsionka i schodach
bębenka => narząd Cortiego
( napinanie się włosków
między błoną siatkowatą i
pokrywającą
Co słychać ?
Bodziec progowy – 0
decybeli = 20 uPa
Bodziec maksymalny = 140
decybeli = 10
14
Częstość 20 Hz -20 000 Hz
Optimum 1000Hz – 3000 Hz
Zbyt silny dźwięk =>
napięcie mięsni błony
bębenkowej
Droga impulsów
słuchowych
Komórka włoskowata (narząd Cortiego)
=> komórki dwubiegunowe (ze zwoju
ślimaka) => nerw ślimakowy => jądro
brzuszne i grzbietowe ciała
czworobocznego => wzgórek dolny
blaszki pokrywy =>wstęga boczna =>
ciało kolankowate przyśrodkowe =>
promienistość słuchowa => płat
skroniowy (pole 41).
Czucie eksteroceptywne
Dotyk
Ucisk
Ciepło
Zimno
Ból (nagie zakończenia nerwowe)
Bodziec
Bodziec
–
Siła
–
Czas narastania
–
Czas trwania
Adaptacja jeżeli siła bodźca się
nie zmienia
Jednostka czucia receptory
połączone z pojedynczym
włóknem aferentnym
Zasada projekcji czuciowej =>
podrażnienie w dowolnym
miejscu wrażenie podrażnienia
receptora (bóle fantomalne)
Dotyk
Dotyk (ciałka dotykowe Meissnera
Ucisk (ciałka blaszkowate) =>
neuron zwojowy
Dotyk i ucisk
Receptory
•
Dotyk (ciałka dotykowe Meissnera
•
Ucisk (ciałka blaszkowate)
zwoje rdzeniowe (I) =>korzenie grzbietowe
•
Pęczki: smukły i klinowaty
Jądra smukłe i klinowate (II)
Jądro brzuszno-tylno-boczne wzgórza (III)
Droga alternatywna przez rogi tylne rdzenia
kęgowego
Zakręt zaśrodkowy kory mózgu (pole 1-3)
Somatotropowa
organizacja neuronalna
Neurony są ułożone
„po kolei” głowa
boczne stopy
przyśrodkowo
Gęstość receptorów
•
Nos> udo
•
Palce > grzbiet
= wrażliwość na dotyk
Czucie zimna i ciepła
Spadek lub wzrost temperatury a nie jej
wartość !!!
Spadek 0,004 C /sek (kolba Krausego)
Wzrost 0,001 C/sek (ciałka Ruffiniego)
Zwoje rdzeniowe (I)=>rogi tylne rdzenia
kręgowego (II
=>(droga rdzeniowo-wzgórzowa boczna) lub nerw trójdzielny z
głowy )
=> jądro brzuszne wzgórza (III)
=> zakręt zaśrodkowy kory mózgu (IV)
Ból powierzchowny
Bodziec maksymalny = 2x bodziec progowy
(hamulec)
Uszkodzenie skóry => nagie zakończenia
nerwowe =>
(kininogeny
tkankowe kalikreiny
=> kininy
1.
depolaryzacja – pobudzenie włókien nerwowych
2.
Poszerzenie naczyń krwionośnych
1.
W ośrodkowym układzie nerwowym
2.
Droga swoista = droga przewodzenia ciepła i
zimna
3.
Droga nieswoista układ siatkowaty =>istota
szara śródmózgowia = jądra śródblaszkowate
wzgórza => wszystkie pola mózgu
Hamowanie lub
pobudzanie czucia bólu
1.
Uwalnianie transmiterów
•
Rogi tylne rdzenia kręgowego
•
Wzgórze
•
Układ nieswoisty
2.
Uwalanie modulatorów (opioidy)
–
Enkefaliny (metionionowa i leucynowa)
–
Beta endorfina
–
Alfa i beta neoendorfina
–
Dynorfiny
Zmiany gęstości receptorów
Inkorporacja modulatorów do neuronów (wypływ na syntezę
enzymów, receptorów, transmiterów i modulatorów
)
Peptydy opioidowe działają w całym
mózgu
Czucie smaku
Kubki smakowe:
–
Słodki
–
Kwaśny
–
Słony
–
Gorzki
Różny próg pobudliwości smakowej
Droga przewodzenia:
1.
Nerwy: twarzowy VII, językowo-gardłowy IX,
błędny X
2.
Jądro samotne w rdzeniu przedłużonym
3.
Jadro brzuszne tylno przyśrodkowe wzgórza
4.
Zakręt zaśrodkowy powyżej bruzdy bocznej
Czucie propioceptywne
informacja o stanie układu
kostno-stawowo- mieśniowego
Fizjologicznie poniżej progu
świadomości, ale wiemy gdzie są nasze
kończyny
Receptory:
•
Zakończenia pierścieniowato-spiralne – mięśnie
•
Ciałka zmysłowe (Ruffiego)- mięśnie
•
Ciałka buławkowate (Golgiego) -stawy
•
Ciałka blaszkowate (Paciniego) – okostna
•
Wolne zakończenia nerwowe
•
Receptory błędnika
Błędnik
Części kostna i błoniasta
Łagiewka, woreczek i 3 przewody
półkoliste
Śródchłonka (Na = 154 mmol/l)
Stereocelia => kinetocylium =>
depolarycja = pubudzenie
Stereocelia <=kinetocylium
=>hiperpolaryzacja hamowanie
Próg wrażliwości 12 cm/s lub 2-3
o
/s
Droga impulsów z błędnika
I zwój przedsionkowy
II most
(jądra górne, dolne, boczne lub przyśrodkowe)
–
Kora możdżku,
–
Jądra ruchowe dla mięsni gałek ocznych
–
Rdzenia kręgowego
Oczopląsy
–
Optokinetyczny (gdy przedmiot się rusza)
–
Obrotowy ( z błędnika)
–
Kaloryczny
Czucie interoceptywne
(trzewne)
Mechaniczne (np. rozciąganie)
Chemiczne (prężność tlenu)
Droga nerwowa skrzyżowana do
zakrętu zaśrodkowego
Fizjologicznie poniżej progu
świadomości
Bóle trzewne
Podrażnienie
ineteroreceptorów =>
Przełączenie na drogi
przewodzące czucie ze skóry i
mięsni (metameryczne) =>
promieniowanie bólu
(przeczulica skóry,
wzrost napięcia mięsni)
Wstępujący układ siatkowaty
Ruchy i postawa ciała
Ośrodki:
•
Kora mózgu
•
Jądra podkorowe kresomózgowia
•
Móżdżek
•
Twór siatkowaty pnia mózgu
Droga
(szybkość 70 m/s)
–
Zakręt zaśrodkowy => zakręt
przedśrodkowy V warstwa mózgu
( 34 000 komórek piramidalnych
obrzymich) I => II (jądra ruchowe mostu)
Korowa reprezentacja
ruchu
Zakręt przedśrodkowy
(od stopy do gardła –po kolei)
Pole tłumiące ruchy przeciwnej strony
– pierwszorzędowe
Dodatkowe pole czuciowo-ruchowe
Pole tłumiące ruchy przeciwnej strony
– dodatkowe
Układ pozapiramidowy
Regulator napięcia mięśni
szkieletowych
•
Zwrotna projekcja z j. podkorowych do
mózgu => zmiana pobudliwości neuronów
•
Impulsacja bezpośrednia
•
Impulsy przez twór siatkowaty
Znaczenie jądra ogoniastego:
•
Pobudzanie neurony petydergiczne
(substancja P)
•
Hamowanie GABA-ergiczna
Znaczenie istoty czarnej
•
Hamowanie jądra ogniastego przez
neurony dopaminergiczne
Czynność móżdżku
Koordynacja układu ruchowego
•
Gromadzenie informacji
•
Kontrola siły skurczu mięsni
•
Powiązanie z przeciwną półkulą mózgu
•
Reprezentacja somatoptropowa
Układ siatkowaty pnia
Zstępujący
•
Część pobudzająca
•
Część hamująca
Wstępujący
•
Część pobudzająca
•
Część hamująca
Neurony i ich transmitery
(i modulatory)
Cholinergiczne (ACh)
Noradrenergiczne
Dopaminergiczne
Serotoninergiczne (
+substancja P)
GABA-ergiczne i
glicynoergiczne
Opioidowe (enkefaliny – tłumienie )